Impacto de los colorantes en las tapas de alimentos

La continua lucha de los convertidores por tener tapas uniformes y con poca variabilidad dimensional ha sido una constante. Siendo las tapas para bebidas y alimentos las de mayor volumen de producción, claramente es necesario resolver este reto debido a su impacto.
¿Quién no ha tenido inconvenientes al producir tapas de distintos colores?

Los efectos de producir tapas con una diversidad de colores es el dolor de cabeza de los convertidores y embotelladores. No importando el método de producción, las características de las tapas cambian de acuerdo con el color usado.

Colores como verde y azul son, en general, los que mayor problema causan. Por el contrario, el blanco o amarillo son colores que tienden a ser más adecuados para cumplir con las especificaciones dimensionales y de aplicación.

¿Para qué se usan?

Hoy en día, el impacto visual en el empaque es fundamental en la toma de decisión de compra en el consumidor, por lo que es de suma importancia una buena imagen, que por lo que a las tapas respecta, es el color, el cual también es asociado al dueño de marca.

Siendo el color distintivo de cada compañía, es importante mantener un mismo tono, sin embargo, dentro de su oferta de productos es sustancial identificarlos por lo que el abanico de colores se amplía considerablemente.

Para dar coloración a las tapas es mediante la combinación entre pigmento + aditivo + polímero (carrier o vehículo). El pigmento básicamente provee el color y, dependiendo su origen y dispersión, genera diferentes propiedades visuales.

Existen dos tipos de pigmentos: orgánicos e inorgánicos.

Los orgánicos tienden a tener mayor resistencia al calor, brillo, propiedades de translucidez, sensibilidad al calor y luz, teniendo partículas extremadamente pequeñas en un rango de 0.01 a 1.0 µm de diámetro.

Por su parte, los inorgánicos son más opacos, menos brillantes y colores más tenues; pero son más resistentes a factores como calor, luz, ataque químico, entre otros.
 
Por otra parte, dependiendo del aditivo que se utilice, también tiene efectos de nucleación sobre el producto final, por ejemplo, los deslizantes, estabilizadores de calor o luz, entre otros.

El carrier o vehículo usado es otro de los factores que tiene impacto reológico, de cristalización y de encogimiento. Entonces, esta combinación genera el colorante normalmente llamado Masterbatch y comúnmente producido en forma de pellet (seco), o bien en un concentrado líquido.
 
Uno de los principales factores en la selección del color para el uso en tapas, es conocer el método por el cual se van a procesar, debido a que se debe considerar su resistencia al calor.  Por ejemplo, para moldeo por compresión comúnmente existe un rango de temperaturas entre 170° y 200° C, mientras que, por su parte, en moldeo por inyección las temperaturas se encuentran entre 170° a 220° C para polietileno.  

Algunos pigmentos orgánicos se procesan a 177° C con una ventana corta de tiempo para que comiencen a presentar signos de oscurecimiento. Otro factor importante a considerar es la dispersión del pigmento en el vehículo o carrier, ya que éste debe ser dispersado para tener tapas con un color uniforme y buenas propiedades visuales, de otro modo, serán muchos los inconvenientes que se tendrían durante su elaboración.

¿Cuál es el impacto de los colorantes en tapas?

Los efectos de cada color generan gran impacto, debido a sus propiedades de nucleación alterando su estructura cristalina, lo que modifica también sus propiedades térmicas, de encogimiento, y, por lo tanto, el desempeño dimensional y de aplicación.

Es importante para los convertidores conocer el impacto de los colores críticos dentro de su operación. En general, dos de los colores críticos son azul y verde. Más allá de prueba y error en la producción y aplicación de las tapas es necesario hacer un análisis.

Dentro de la industria es conocido que entre los vehículos usados pueden estar LDPE, LLDPE y HDPE para ser usado con resinas base de HDPE. Las tapas fueron inyectadas bajo las mismas condiciones de proceso, demostrando el impacto que cada color tiene bajo la influencia de sus propiedades de encogimiento.

Las dimensiones de la tapa tienen un impacto en su aplicación, en donde algunas de éstas no alcanzaron el ángulo de aplicación mínimo, estando muy por debajo de la especificación y que por consecuencia el torque de remoción también se ve afectado.

Cuando la resina de HDPE(1) es usada de forma natural, es decir, sin color, su desempeño es consistente tanto dimensional como en aplicación y remoción, teniendo valores de acuerdo con lo especificado y esperado, pero cuando el color es agregado, la diferencia es muy marcada generando los dolores de cabeza.

¿Cómo solucionarlo?
Si bien las soluciones pueden ser diversas, como se ha hablado previamente, cada color tiene un impacto específico: nucleación, cristalización, propiedades térmicas y encogimiento. La tecnología usada para la fabricación de tapas también es un factor importante a considerar; los efectos del proceso de inyección son totalmente distintos a los de moldeo por compresión. Se deben llevar a cabo estudios específicos para encontrar la solución.

*Application Technology Leader ([email protected]). **TS&D Packaging and Specialty ([email protected]).

(1) Hace referencia a la resina EVERCAP DMDE-1250 NT7 de Dow. Todos los análisis son propiedad de DOW® y fueron realizados en PackStudios.